一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108115217A(43)申请公布日2018.06.05(21)申请号201711331412.3(22)申请日2017.12.13(71)申请人长安大学地址710064陕西省西安市南二环中段33号(72)发明人苏进展常乐浩刘永生贺朝霞(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人张弘(51)Int.Cl.B23F5/00(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图4页(54)发明名称一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法(57)摘要本发明公开一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法，利用局部综合法确定螺旋锥齿轮副的初始加工参数，调整局部综合参数，直至获得啮入、啮出对称的二阶抛物线型传动误差。预置啮入点、啮入转换点、参考点、啮出转换点和啮出点处的传动误差值和一阶导数，获得高阶传动误差的多项式系数。预置大、小轮加工过程中滚比的高阶表达式，推导齿面方程，根据啮入点、啮入转换点、设计参考点、啮出转换点和啮出点处的齿面接触分析方程、几何约束条件、传动误差值及其一阶导数等条件，求解大、小轮的高阶变性系数，将其作为齿轮副的加工参数输入到螺旋锥齿轮数控机床上，实现螺旋锥齿轮副的双重高阶变性法加工。CN108115217ACN108115217A权利要求书1/3页1.一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用局部综合法确定螺旋锥齿轮副的初始加工参数，确定参考点、啮入点和啮出点的小轮转角；调整局部综合参数，直至获得对称二阶抛物线型传动误差；(2)计算参考点、啮入点和啮出点的传动误差值，确定啮入转换点和啮出转换点的小轮转角及传动误差值；(3)预置啮入点、啮入转换点、参考点、啮出转换点和啮出点处的传动误差值及其一阶导数值，根据这5个关键点的几何约束条件，建立线性方程组并求解，得到高阶传动误差的多项式系数；(4)预置螺旋锥齿轮副的大、小轮在加工过程中滚比的高阶表达式，其余加工参数保持不变，推导含高阶变性系数的大、小轮齿面方程，建立齿面接触分析模型；(5)根据啮入点、啮入转换点、参考点、啮出转换点和啮出点处的齿面接触分析方程、几何约束条件、传动误差值及其一阶导数等条件，建立非线性方程组；(6)求解步骤(5)中的非线性方程组，获得大、小轮的高阶变性系数，将其作为齿轮副的加工参数，输入到螺旋锥齿轮数控机床上，实现螺旋锥齿轮副的双重高阶变性法加工。2.根据权利要求1所述的一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法，其特征在于，步骤(1)具体步骤如下：给定参考点的局部综合参数，包括参考点处接触迹线的切线与根锥线夹角η2、传动比的一阶导数m21′、沿节锥方向移动量Δx、齿高方向移动量Δy和接触椭圆长半轴a，根据局部综合法确定螺旋锥齿轮副的初始加工参数，推导大、小轮的齿面方程；根据啮合点处连续相切条件，建立齿面接触分析模型；根据参考点的传动比条件、大轮齿顶啮合和小轮齿顶啮合的几何条件，确定齿轮副在参考点、啮入点和啮出点的小轮转角，分别为和通过调整η2，直至获得啮入点和啮出点关于参考点对称，获得相应的大、小轮机床调整参数。3.根据权利要求2所述的一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法，其特征在于，对称传动误差应满足：4.根据权利要求2所述的一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法，其特征在于，步骤(2)中，传动误差的计算公式为：式中分别为小轮和大轮的转角，分别为设计参考点处小、大的初始转角，z1、z2分别为小轮和大轮的齿数。5.根据权利要求4所述的一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法，其特征在于，步骤(2)中，根据齿面接触分析，计算出参考点、啮入点和啮出点的传动误差值，分别为δA0、δC0和δE0；啮入转换点的小轮转角啮出转换点的小轮转角与参考点的小轮转角之间的关系：Tm＝2π/z1为啮合周期，z1为小轮齿数；同理，根据齿面接触分析计算出啮入转换点和啮出转换点的传动误差值，分别为δB0和δD0。6.根据权利要求5所述的一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法，其特征在于，2CN108115217A权利要求书2/3页步骤(3)具体步骤如下：预置啮入点、啮入转换点、参考点、啮出转换点和啮合出点的传动误差值为δA、δB、δC、δD和δE、一阶导数分别为δA′、δB′、δC′、δD′和δE′；假设高阶传动误差的多项式为，10；根据5个关键点处的传动误差值和一阶导数条件，列出如下线性方程组：利用求解线性方程组的方法，求得高阶传动误差的多项式系数。7.根据权利要求6所述的一种基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮加工方法，其特征在于，步骤(4)具体步骤如下：在螺旋锥齿轮加工中，大轮滚比的表达式为小轮滚比的表达式为式中Ra10和Ra20分别为步骤(1